微型2D碼點陣打標(biāo)系統(tǒng)及其應(yīng)用
通常微型二維碼打標(biāo)的對象材料都是對熱較為敏感的材料,如玻璃片和印刷電路板(PCBs)等等。而點陣打標(biāo)可提供最好的視覺效果,這是因為每個點都是由單個固定的激光光束打出的,這樣就能將熱量輸入控制到最小,同時也能獲得最快的打標(biāo)速度。這項技術(shù)理想適用于那些編碼尺寸約為1~3倍聚焦光斑尺寸的應(yīng)用。對于更大的編碼,點與點之間的距離會過大,降低編碼的可讀性。
通過使用WinMark Pro第六版打標(biāo)軟件,可以無需計算分辨率。為了進(jìn)行演示,我們對一個FR4的PCB進(jìn)行二維碼打標(biāo),使用10 W Synrad CO2激光器和FH Flyer打標(biāo)頭,它們均通過WinMark Pro v6軟件控制。打標(biāo)頭上配備了125 mm焦距的透鏡,可提供180 um (0.007”)的光斑大小。
在WinMark Pro軟件中,我們創(chuàng)建一個3.8 mm × 3.8 mm (0.15” × 0.15”)的二維碼,其中包含了10個數(shù)字字母字符。為了實現(xiàn)點陣打標(biāo),首先我們在Format選項卡中設(shè)置2D Barcode Bitmap為No,2D Barcode Circle Radius設(shè)為0%。然后在Marking選項卡中將Spot Marking Style設(shè)為Yes。以上三參數(shù)設(shè)置完畢后,WinMark v6會自動忽略Resolution進(jìn)行點陣打標(biāo)。對于PCB的打標(biāo),Powerproperty設(shè)為10 W,Spot Mark Duration設(shè)為5 (0.5 msec),這是編碼中每個點所停留的時間。
圖1 通過點陣打標(biāo)的方式在PCB板上打出2D碼
結(jié)果在這樣的設(shè)置下每片的打標(biāo)時間為170毫秒。打出的二維碼非常精細(xì),清晰易讀,可通過手持式的編碼掃描器輕松地讀出。
如何在木頭上獲得最佳的打標(biāo)對比度
一般在激光打標(biāo)中,激光光束的焦點要落在材料表面才能獲得最佳的對比度。然而也有一些例外,如木材料的打標(biāo),將材料稍稍偏離焦點反而會獲得更好的對比度。這是因為發(fā)散的較大光斑降低了激光的功率密度,增加的材料表面的加熱燃燒,而小光斑大功率密度會將過多的能量浪費(fèi)在汽化木材上,反而適得其反。然而我們也需要權(quán)衡這種做法的利弊,較大的失焦光斑會使標(biāo)識的清晰度降低,損失部分細(xì)節(jié)。
為了驗證這一效果,我們在兩塊木板上打上相同的圖像,一個將激光完全對焦在木板上,另一個則稍稍偏離焦點,看看兩個標(biāo)識在對比度上有何不同。整個打標(biāo)系統(tǒng)由一個FH Flyer打標(biāo)頭和一臺48-2 (25 W)激光器組成,均由WinMark Pro激光打標(biāo)軟件控制。打標(biāo)頭上配有焦距為200mm的透鏡,可提供290μm (0.011”)的光斑大小。
打標(biāo)文件為一個導(dǎo)入的.eps矢量圖像——一輛消防車和TrueType?字體的文本。我們在軟件中創(chuàng)建112.5 mm x 139.7 mm (4.43” x 5.5”)的邊界,功率設(shè)為25 W,打標(biāo)速度設(shè)為254毫米每秒 (10 in/sec)。
圖2 在光束焦點打出的圖像,細(xì)節(jié)精細(xì)清晰,但對比度較低
圖3 在失焦11 mm處打出的圖像,雖然細(xì)節(jié)有所損失,但對比度卻大大增加
上圖為在焦點打出的圖像,下圖為偏離焦點11 mm (0.43”)打出的圖像。偏離焦點后,對比度明顯增加了,線條也略微變粗。兩者的打標(biāo)時間相同,均為28.89秒,在本情況中,稍稍偏離焦點所打出的標(biāo)識可使圖像更為逼真,躍然于木板之上。
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